题目内容

【题目】在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止,如图乙所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象.求:

(1)分析图象可知,圆柱体重力是 ______ N;

(2)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是 ______ N;

(3)圆柱体的体积是 ______ m3

(4)圆柱体的密度是 ______ kg/m3

(5)分析图象BC段,可得结论:物体浸没液体之前,浸入液体的深度越深,受到的浮力越 ______ (选填“大”或“小”);

(6)分析图象CD段,可得结论 ______

【答案】 12 8 8×10-4 1.5×103 浮力大小与物体浸没的深度无关

【解析】(1)由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,G=12N;

(2)从h=7cm开始,弹簧测力计示数F′不变,说明此时圆柱体已经浸没在水中,则圆柱体浸没在水中时,受到的浮力:F=G-F=12N-4N=8N;

(3)因物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等,所以,由F=ρVg得,圆柱体的体积:V=V=F/ρg=8N/1.0×103kg/m3×10N/kg=8×10-4 m3

(4)由G=mg可得,物体的质量:m=G/g=12N/10N/kg=1.2kg,

则圆柱体的密度:ρ=m/V=1.2kg/8×104m3=1.5×103 kg/m3

(5)分析图象BC段,物体完全浸没前,物体在液体中的深度逐渐增加,测力计读数在减小,说明受到的浮力增大;

(6)分析CD,物体完全浸没,浸没的深度变化,测力计的示数不变,可知浮力大小不变,可得结论:浮力大小与物体浸没的深度无关。

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